Схемы металлоискателей своими руками на транзисторах: Как сделать очень простой металлоискатель на 2 транзисторах
alexxlab | 11.03.2023 | 0 | Разное
Простой металлоискатель на семи кремниевых транзисторах
Металлоискатель позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета.
Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки. Это должно увеличить и глубину обнаружения.
Принципиальная схема металлоискателя
Схема собрана на транзисторах, работающих в режиме микротоков, и состоит из ВЧ генератора (100 кГц) на VT1, который настраивается резистором R1 на максимальную чувствительность к металлическим предметам.
Рис. 1. Принципиальная схема простого самодельного металлоискатела на транзисторах.
В качестве катушек L1 и L2 используются две рамки (рис. 2). Транзисторы VT2, ѴТЗ включены как диоды и обеспечивают стабилизацию режимов автогенератора — VT1 и активного детектора на VT4 при изменении напряжения питания и температуры.
Резистор R6 устанавливает чувствительность металлоискателя.
На транзисторах VT5 и VT7 собран звуковой автогенератор, который включается транзистором VT6. Для того чтобы обеспечить громкий звук пьезоизлучателя HF1, параллельно ему включена катушка L3.
Это увеличивает напряжение на пьезоизлучателе за счет резонанса между внутренней емкостью HF1 и индуктивностью L3. При попадании в поле катушек L1—L2 металлического предмета частота генератора меняется, что приводит к уменьшению амплитуды напряжения на входе детектора (VT4). Он запирается, а транзистор VT6 открывается, что разрешает работу звукового генератора.
Данная схема по сравнению с аналогичными устройствами, использующими принцип биений частот, обеспечивает большую чувствительность и проще в изготовлении.
Детали и конструкция
В качестве источника питания применена батарея типа «Корунд» или «Крона» (9 В), но может использоваться и любой стационарный источник напряжением 6—10 В. Ток потребления в дежурном режиме не более 1,5 мА, при работе звукового сигнала — 7 мА.
Рис.
2. Конструкция простого металлоискателя на транзисторах конструкция.
Все элементы схемы могут быть размещены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита (рис. 3). Корпус для рамки нужно изготовить из любых диэлектрических материалов, например, склеить из оргстекла.
Катушки L1 и L2 должны быть одинаковыми и содержать по 40+40 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм (периметр катушек 340 мм).
Катушка L3 наматывается на двух склеенных вместе фер-ритовых кольцах типоразмера К10х6хЗмм марки 400— 1000НМ и содержит 250—300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм.
Подстроенные резисторы R1 и R6 должны быть типа СП5-16В, остальные могут быть любыми малогабаритными. Конденсаторы С7 — типа К50-35 на 16 В, остальные — типа К10-17.
Рис 3. Печатная плата самодельного металлоискателя.
Диод VD1 можно заменить любым импульсным. Микровыключатель SA1 типа ПД-9-2.
При настройке устройства, если не удается получить генерации на VT1 с помощью регулировки резистором R1 (нужно контролировать осциллографом напряжение на этом резисторе), потребуется изменить фазу подключения выводов катушки L1.
При регулировке схемы на максимальную чувствительность к металлическим предметам может потребоваться изменить расстояние перекрытия катушек «А» (рис. 1), после чего рамки катушек нужно зафиксировать клеем.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. – Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Как сделать простой и чувствительный металлоискатель на 2 транзисторах с элементарной настройкой | Сделай Сам – Своими Руками
Первым плюсом данной конструкции металлоискателя является его простота и минимальное количество элементов в схеме. Второй существенный плюс – это чувствительность прибора. Ну и третий плюс – это элементарная настройка и высокая повторяемость схемы. Иными словами, данный металлоискатель – просто находка для начинающего радиолюбителя.
Детали для металлоискателя
- Два транзистора BC547 – http://alii.pub/5l6vyg
- Активный зуммер – http://alii.
pub/67haid - Светодиод – http://alii.pub/5lag4f
- Резисторы: 220 Ом; 2,2 кОм; 50 кОм подстроечный – http://alii.pub/5h6ouv
- Конденсаторы: 22 пФ; 100 нФ; 4,7 нФ – http://alii.pub/5n14g8
- Проволока 0,2-0,6 мм.
pub/67haidСхема и принцип работы
Схема металлоискателя проста, как уже говорилось ранее. На транзисторе Q2 собран ключ, коммутирующий активный зуммер с внутренним генератором. На транзисторе Q1 собран высокочастотный генератор.
При подаче питания на схему высокочастотный генератор начинает работу. Во время его работы он потребляет незначительный ток, которого недостаточно, чтобы полностью открыть транзистор Q2.
Резистором RV1 выставляем порог, при котором генератор работает на грани и готов сорваться.
При появлении металлического предмета над катушкой, генератор срывается и прекращает самовозбуждение. В результате чего оба транзистора открываются и слышен свист зуммера, свидетельствующий о нахождении металлического предмета рядом с поисковой катушкой.
При удалении предмета от катушки, генерация возобновляется и свист пропадает.
- Катушка представляет намотку на каркасе диаметром 9-12 см. Она содержит 40 висков с отводом от середины.
- Напряжение питания 4-9 Вольт.
Процесс изготовления простого металлоискателя
Схему металлоискателя можно изготовить навесным монтажем или на монтажной плате.
Устанавливаем детали на плату.
Запаиваем вывода и откусываем лишнюю длину.
Наматываем катушку на мотке скотча.
Зачищаем концы катушки, залуживаем и припаиваем к плате.
Устанавливаем в бокс элементы питания, тем самым подаем питание на плату устройства.
Металлоискатель готов к работе.
Остается только произвести настройку подстроечным резистором на максимальную чувствительность.
Чувствительности металлоискателя достаточно, чтобы обнаружить массивный металлический предмет на расстоянии до 10 см. Чтобы увеличить дальность поиска, необходимо увеличить диаметр поисковой катушки.
Смотрите видео
Как из обычного мультиметра сделать металлоискатель – https://sdelaysam-svoimirukami.ru/8267-kak-iz-obychnogo-multimetra-sdelat-metalloiskatel.html
Поделиться в социальных сетях
Вам может понравиться
Датчик— баланс чувствительности металлодетектора для мелких предметов
спросил
Изменено 1 год, 3 месяца назад
Просмотрено 395 раз
\$\начало группы\$
Как предложил Энди в этих сообщениях, технология датчика приближения, диапазон 150 мм, металлоискатель «Датчик головы» и как я могу управлять контуром резервуара LC, чтобы получить красивую и чистую синусоиду? Я построил свою версию с надстройками из графитового листового экрана внутри и с немного другой схемой, чем maijaz99 построено.
Энди написал в одном посте, что чем больше ток для возбуждения катушек, тем выше будет чувствительность детектора, поэтому я установил ток на 7 ампер, добавив к нему транзистор и резистор.
Сначала я попробовал со схемой Maijaz99, в которой циркулировало 0,25 А, но чувствительность была очень ограниченной. Обнаруживались только крупные куски металла и только по очень небольшому сдвигу фазы и амплитуды.
Моя схема представляет собой базовую схему управления током.
- Расчет R: 0,7 В / 7 А = 0,1 Ом
- Расчет мощности резистора = 0,7 В X 7 А = 5 Вт. (для включения транзистора нужно 0,7В, в идеале 0,6)
Проблема заключается в том, что когда LC-контейнер не подключен, а 255 кГц запускают МОП-транзистор, при отсутствии нагрузки мой мультиметр показывает 7 ампер, проходящих через цепь очень легко. При подключении бака LC, как показано на приложенной схеме, требуется всего 100-150 мА. Что происходит не так?
Была только одна причина для смены схемы.
В этой схеме мне пришлось бы добавить резистор очень высокой мощности для управления током. В моей схеме можно использовать сопротивление меньшей мощности. Также, как показано на схеме, частота была рассчитана при 366 кГц, но я достиг резонанса при частоте переключения 255 кГц.
С моей схемой также я достиг резонанса в катушках Tx и Rx, но при уменьшении тока происходит то же самое. Обнаружены только крупные куски металла.
Как увеличить ток через катушку, чтобы она могла обнаруживать объекты размером 1 мм или меньше?
- датчик
- датчик приближения
- датчик
- сбалансированный 1 металлический
20022
\$\конечная группа\$
8
\$\начало группы\$
Расчет R: 0,7 В / 7 А = 0,1 Ом
Вы упускаете суть.
Постоянный ток, протекающий через настроенный колебательный контур в стоке полевого МОП-транзистора, должен составлять всего несколько сотен миллиампер. Переменный ток, циркулирующий в баке, будет составлять несколько ампер. Управляйте напряжением затвора с помощью резистора и потенциометра и управляйте затвором небольшим переменным напряжением. На самом деле, замкнуть контур и заставить его колебаться.
255 кГц запускают МОП-транзистор
Вот еще одна проблема. Фармацевтические металлоискатели (из-за их довольно небольшого размера катушки/апертуры), как правило, работают на частоте около 1 МГц и имеют индуктивность катушки генератора около 400 нГн, когда они помещены в металлическую коробку, в которую они помещаются.
Я проверил все свои металлоискатели. от источника питания постоянного тока 24 вольта и, как упоминалось ранее, постоянный постоянный ток через MOSFET (IRFZ44 по памяти) составлял около 250 мА.
но чувствительность была очень ограниченной
Здесь главное настроенная схема приемника.
Вы ничего не упомянули о том, как вы измеряли принимаемый сигнал, но если вы ожидаете сказать о каком-либо движении формы принимаемого сигнала с субмиллиметровыми загрязнениями с помощью осциллографа, забудьте об этом. Тип реального сигнала, индуцируемого в катушке для небольшого детектируемого тестового образца, составляет менее 100 нВ RMS. Вы никогда не увидите этого, если вы не настроите параллельно приемную катушку (подъем напряжения на 30 мкс по напряжению до уровня микровольт), а затем усилитель на 1000, чтобы поместить ваш обнаруживаемый сигнал в милливольтовый диапазон. Тогда можно обнаружить мелкие загрязнения.
Возможно, вы все это сделали, но в вашем посте об этом не сказано.
Как увеличить ток через катушку, чтобы она могла обнаруживать объекты размером 1 мм или меньше?
- Блок питания 24 В
- ток смещения около 250 мА
- рабочая частота около 1 МГц
- лучшие керамические подстроечные конденсаторы NP0, которые вы можете получить
- настроенная схема приема
- стабильные катушки диаметром 3 мм для улучшения добротности
- хороший малошумящий усилитель 1000 AC.
- очень хорошая схема синхронного выпрямления для облегчения обнаружения
- отличная схема автобалансировки, которая всегда пытается активно сбалансировать смещение приемных катушек (за исключением того, что она останавливается, как только начинает обнаруживаться сигнал)
- действительно хорошие программные фильтры, чтобы дать больше сигнала к шуму.
- механическая стабильность в катушках, формирователях катушек и проводах к катушкам.
Кажется, вы далеко от достижения этих целей.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Снимки сделаны здесь
Как видите, ток источника при резонансе минимален. Ток через ваш MOSFET не равен току катушки. Вы просто покрываете потери в танке LC. В идеале ток был бы нулевым, если бы не было сопротивления.
Конденсатор может заряжаться максимально до напряжения источника 15В.
Энергия колеблется между L и C. Таким образом, мы можем сказать, что максимальная энергия, хранящаяся в конденсаторе, составляет: 92_{peak}}{L}}$$
Ограничительный резистор здесь не имеет большого значения. Скорее напряжение и качество бака ЛК.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
РЕДАКТИРОВАТЬ: Эта сборка поможет вам понять, почему начальная сборка «не может» работать из-за Q2, я думаю.
Как заявил @Marko Buršič, после выбора других значений компонентов …
Вот еще один вид текущих переменных. Еще не “устойчивое состояние”. Только “старт”.
Вот еще одна схема, которая может вам помочь… Это полумост (24 В). При 12 В среднеквадратический ток будет 4 А.
См. напряжение на катушке индуктивности \$(50 мкГн, @ 250 кГц)\$ … для тока около 8 А (среднеквадратичное значение).
Вот еще вариант.
Если я не ошибаюсь: \$L * di/dt = L * 2 * pi * f * Ipeak = +/- 600 В \$ …
Если R3 больше, то напряжение и ток, конечно, будут , ниже.
\$\конечная группа\$
6
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Тестированные китайские продукты электроники (123 теста): комплект для детекторов металлов протестирован
(опубликовано по адресу 03/03/2019, . Установлен 21/01/2020 ) ).
Сборочный комплект металлоискателя
Доставка комплекта
Различные китайские компании, занимающиеся доставкой по почте, продают небольшой комплект по бесплатной цене чуть более четырех евро, включая доставку. Если вы хотите найти продукт, вам нужно ввести в Google «Набор металлоискателя своими руками» .
Через три недели вы обнаружите в своем почтовом ящике маленькую пластиковую коробочку с печатной платой, компонентами и батарейным отсеком. Однако у заказанного для этого теста пластиковая коробка треснула из-за очень плохой упаковки. Достаточно было одного письма китайскому поставщику Banggood с изображением треснувшей коробки, чтобы тут же бесплатно получить новую копию полного комплекта.
| Комплект поставляется в твердой пластиковой коробке, которая может быть повреждена при транспортировке. (© 2019 Jos Verstraten) |
Содержимое коробки
Доставленная печатная плата выглядит превосходно: двухсторонняя, сквозные отверстия, шелкография и паяльная маска с обеих сторон. С компонентами тоже все в порядке. Две катушки выполнены в виде напечатанной катушки на обеих сторонах печатной платы, что является отличным способом получения чрезвычайно стабильных катушек.
Сама упаковочная коробка становится корпусом устройства. Вам нужно всего лишь купить две батарейки AA 1,5 В для питания схемы напряжением 3,0 В. Прилагается один лист бумаги с описанием конструкции, к сожалению, только на китайском языке.
| Содержимое коробки. (© 2019 Jos Verstraten) |
Принципиальная схема металлоискателя
На рисунке ниже мы перерисовали принципиальную схему этого металлоискателя. Катушки L1 и L2 вытравлены на печатной плате.
| T Схема подключения этого металлоискателя. (© 2019 Йос Верстратен) |
Работа схемы без металла вблизи катушек
Транзистор Т1 вместе с компонентами L1, L2, С2, С3 образует генератор Хартли.
Вы можете отрегулировать усиление этого каскада, поворачивая потенциометр настройки P1. В какой-то момент коэффициент усиления становится настолько большим, что выполняется условие осцилляций. Благодаря связи через катушки L1 и L2 схема будет колебаться с частотой около 300 кГц.
Из-за ВЧ-сигнала на катушке L2 транзистор T2 находится в состоянии проводимости в течение отрицательных полупериодов сигнала. Тогда база становится отрицательной по отношению к эмиттеру. На резисторе R2 создается пульсирующее напряжение, которое сглаживается конденсатором С4. Это напряжение на R2 препятствует открытию транзистора T3. Между эмиттером и базой слишком мало напряжения, чтобы открыть этот полупроводник. Ток коллектора не протекает, а светодиод D1 и зуммер LS1 остаются в состоянии покоя.
Работа схемы с металлом вблизи катушек
Удержание блока с катушками рядом с металлическим предметом уменьшит индуктивную связь между двумя катушками L1 и L2.
Металлический предмет поглотит часть сигнала связи между двумя катушками. Связь между коллектором и базой T1 через катушки становится меньше, и генератор выключается. В результате пропадет ВЧ-сигнал на базе Т2 и этот полупроводник начнет барахлить. База теперь висит на эмиттере только через небольшое сопротивление постоянному току L2. Через R2 ток коллектора не протекает, напряжение на этом резисторе уменьшается, делая напряжение эмиттера/базы T3 достаточно большим, чтобы проводить этот полупроводник. В результате на коллекторе создается постоянное напряжение, в результате чего загорается светодиод и включается зуммер.
Конструкция устройства
Сборка печатной платы
Несмотря на китайское руководство, сборка печатной платы не представляет проблем благодаря четкой шелкографии компонентов на печатной плате. Обратите внимание при пайке пьезоизлучателя: у него есть плюс и минус и менять их нельзя. То же самое касается электролитического конденсатора и светодиода.
Короткий соединительный провод является катодом. Светодиод необходимо установить на медной стороне печатной платы, а затем согнуть так, чтобы корпус был параллелен зуммеру. Наконец, вы можете припаять два провода держателя батареи к печатной плате и снабдить держатель двумя батареями 1,5 В.
Теперь вы должны проверить правильность работы печатной платы. Поверните движок регулировочного потенциометра P1. С определенного положения пьезоэлемент должен загудеть и загореться светодиод. Ненадолго поверните стеклоочиститель назад, пока шум не прекратится.
| Полная распаянная печатная плата. (© 2019 Jos Verstraten) |
Монтаж в корпусе
Теперь можно приклеить печатную плату и держатель батареи в корпус несколькими каплями клея. Если у вас есть миниатюрный кулисный переключатель, вы можете установить его на одной из сторон корпуса и вставить в красный плюсовой провод питания, чтобы вы могли выключить устройство.
Будьте осторожны при сверлении отверстия для выключателя в жестком пластике корпуса. Этот материал довольно легко рвется.
| Металлоискатель готов к использованию. (© 2019 Jos Verstraten) |
Регулировка схемы
Поместите устройство на деревянный стол и осторожно поворачивайте движок регулировочного потенциометра P1 до тех пор, пока не прозвучит звуковой сигнал. Теперь немного поверните дворник назад. Эту настройку следует выполнять очень осторожно, потому что чем точнее вы настроите осциллятор в его критической точке, тем больше станет дальность действия металлоискателя. Но если вы отрегулируете потенциометр слишком критично, есть шанс, что схема будет издавать звуковой сигнал в нежелательные моменты, что, конечно, не является намерением.
Металлоискатель на практике
Слишком маленькая дальность.
..
Производитель указывает в характеристиках максимальную дальность в пять сантиметров. К сожалению, на практике мы так и не добились этого. Мы поставили прибор нижней частью на деревянную столешницу и прикрепили под столешницей кусок медной водопроводной трубы с помощью двух клеевых хомутов. Сдвинув коробку назад и вперед по столешнице, можно легко определить диапазон. С помощью тонких деревянных листов мы увеличили расстояние между нижней частью столешницы и верхней частью медной трубы на два миллиметра, чтобы определить максимальную дальность действия.
Даже при самой деликатной настройке регулировочного потенциометра мы не вышли за диапазон 4,2 см между дном шкафа и верхом медной водопроводной трубы под столешницей. И в этом чрезвычайно чувствительном положении устройство время от времени автоматически пищало, когда рядом не было никакого металла.
Потребляемая мощность
В режиме ожидания тестируемый прибор потреблял 940 мкА тока от аккумуляторов.
В активном режиме (пищание) потребление тока увеличилось до 10,8 мА. Если вы не устанавливаете переключатель, рекомендуется вынимать одну из батарей, когда вы не используете устройство.
Частота генератора
Конечно, нам было интересно, на какой частоте работает генератор. Как показывает следующая осциллограмма, схема работает на частоте 322 кГц и сигнал вполне синусоидальный.
| Выходной сигнал генератора. (© 2019 Джос Верстратен) |
Наше мнение об этом металлоискателе
Мы были немного разочарованы производительностью этого комплекта. Хотя протестированный комплект делает то, что обещает производитель, вопрос в том, практично ли с ним работать. Если вы хотите соответствовать указанному производителем диапазону 5,0 см, вы должны настроить устройство настолько чувствительным, чтобы оно время от времени издавало звуковой сигнал при отсутствии поблизости металла.